区域青少年人工智能教育创新实践
武汉经济技术开发区教育局
【摘要】武汉经开区以创建国家级“智慧教育示范区”为契机，投入5亿专项资金推进“智慧教育规模化应用”项目，通过三年三步走战略深化人工智能教育创新。项目构建全场景智慧教育环境，开发特色课程体系，培育科创师资队伍，建立“家校社企政”协同机制，实现自主学习高效化、课后服务定制化、学生评价多元化，并革新课堂教学模式。区域创新实践成效显著，形成“助学、助教、助管”三维创新生态，为区域教育数字化转型提供示范。
【关键词】人工智能教育；智慧教育；数字化转型
一、教育背景
当前，新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，人工智能技术加速迭代，正迎来爆发式发展，深刻改变人类生产生活方式、知识供给模式和科研创新范式，进而重塑思维方式与观念。教育已经进入改变底层逻辑、重塑教育生态，资源共创分享、消弭数字鸿沟，素质能力重构、促进全面发展，全球开放合作、推动文明互鉴的智能时代。
教育部怀进鹏部长指出：“对教育系统来说，人工智能是把金钥匙，不仅影响未来的教育，也影响教育的未来，有机遇也有挑战。”这深刻揭示了当前教育发展的新趋势，人工智能能够在促进个性化学习、智能辅助教学、优化教育资源、支持教育决策、创新教育模式等方面带来积极影响。
武汉经开区以全市创建国家级“智慧教育示范区”为契机，将推进教育数字化作为区域教育“变轨超车”的关键抓手，2021年以来配套5亿专项资金在全区启动“智慧教育规模化应用”项目，以人工智能助力教学方式、学习方式、管理方式等多个维度的变革。
二、实践过程
区域实现了三年三步走：2021~2022年，全区各校均搭建了智慧教育环境，提供了海量的学习资源，实现了人工智能赋能教育教学的全面普及，成为全省智慧教育规模化应用的唯一区域；2022~2023年，以构建特色课程体系和建设优质师资队伍为两大重点，以人工智能为特色，赋能基础教育质量提升，成为全省示范；2023~2024年，重点聚焦创新人才培养，外引内联，打造协同育人机制，革新课堂教育模式，逐步迈入人工智能教育的专业发展阶段。
（一）第一阶段：全面普及（2021~2022）
2021年6月，经开区以武汉市创建首批国家“智慧教育示范区”为契机，将智慧教育环境建设促优质均衡、资源优化促特色发展作为教育数字化转型及智慧教育生态重塑的先决条件。环境建设和资源优化也为区域人工智能教育的全面普及奠定了坚实基础。
经开区打造了功能全面的区级智慧教育云平台，深度融合了健康管理、资产管理、五育学生评价、智慧体育以及智慧教研等系统，全面覆盖了教学、学习、考试、评价、管理、研究等教育全链条环节。全区所有公办校完成网络升级，建成高速教育城域网，实现千兆到校、百兆到班。建成或升级了班班通设备，智慧教室、AI实验室、智慧体育教学班、智慧书法教室、智能农业教学园、理化生实验考场等，构建了全场景智慧教育环境。
已建成武汉市各区之中最为丰富的数字资源库，2024年，全区数字资源每月使用都在105万次以上。对于数字资源，每个教师月均使用近500次，每个学生月均使用超40次，每天都在使用，全区师生保持了云资源的常态化、高频次应用。区本资源涵盖德育、劳动、科学、心理健康、书法等特色资源，还有为中、高考学生减负的智能推送个性化学习手册，截至目前，全区17所中学累计生成了70多万份个性化学习手册。尤其课后服务平台为全区提供了1800多门课程资源供汉南片区农村学校使用，弥补师资缺乏的现状。同步构建了名师智库、线上名师工作室和学科工作坊，为教师培养提供了丰富而专业的培训资源，其中获得全国教育教学创新成果近百项。
在这一阶段，区域宏观上成功塑造全场景智慧教育生态，微观上也同步实现了学校人工智能教育教材、课程平台、课程器材的全铺设，为后续人工智能教育的深入实施提供了坚实的环境和资源基础。
（二）第二阶段：重点提升（2022~2023）
随着人工智能课程的常态化推进，为突破课程内容零散、缺乏系统性，优质师资数量和质量都有所欠缺的困境，经开区第二阶段重点着力于构建体系化的科技融合课程体系和优质的科技创新师资队伍培养。
区域在积极推进中小学人工智能课程常态化的同时，还打造了涵盖机器人、创意编程等在内的12大类、共计54门区本课程，这些课程分为基础、进阶与实践三大模块，共同织就了一张系统化、阶梯化的课程网络。为支撑人工智能时代教师素养提升，经开区还构建教师数字素养培养体系和评价体系，建设具有数字素养、创新能力、全球视野的人才队伍，开展人工智能创新教育相关教研活动、赛事专题培训、优秀课例打磨等活动。同时，区域还成功立项湖北省教育信息技术专项课题《中小学人工智能课程建设与应用的区域实践研究》，将带领教师深入理解人工智能的本质，提升课程实践能力。
为了让学生更好地进行知识综合运用，同时为课程实施提供向上的出口，区域举办了多级别、多项目的科创赛事活动。连续十年举办经开区青少年科技节，逐渐拓展，参与人数逾4万人次。承办2024年湖北省机器人运动大赛及公开赛和2023、2024连续两届的武汉市NOC大赛等重大赛事，科创氛围感拉满。
（三）第三阶段：专业发展（2023~2024）
2023年，迈入崭新探索的第三阶段，重点聚焦拔尖创新人才的培养，进行协同育人机制的探索，以期解决优质生源对多元化发展路径的渴求、名校优质教育资源的供应不足、一线教师在科技创新教育理念与技术上不强等现实矛盾。教育局牵头，协同政府、高校、社区、企业、中小学校、家庭等多方力量，形成“家校社企政”协同育人机制，共建共治共享教育新生态。在这一机制下，经开区注重整合资源、优势互补，形成教育合力：政府发挥政策导向和资金、师资、硬件等保障作用，高校提供专业引领和智力支持，企业则引入实践经验和创新元素，中小学校承担基础教育和素质培养的重任，社区提供实践平台和社会教育资源，家庭作为孩子成长的第一课堂，注重情感教育和价值观引导，几方协同，育人成效倍增。
1. 打造核心素养导向的人才贯通培养课程体系。经开区实验小学充分发掘社会资源的潜力和优势，形成“学校主导、社会支持、家庭参与、多元主体”的协作模式，与华中师范大学、上海开放大学、江汉大学等合作进行课程研发，部分课程联合东风本田公司、万科金域蓝湾社区、园博园等单位共同实施，超星公司协同学校将课程建在学校慕课平台，面向全国开放。基于此，构建了层次分明、内容丰富的课程体系，包括《人工智能》启蒙、入门、进阶、创新四阶课程，以及《Scratch编程》《物联网创新科技课程》《3D打印创意设计》《机器人总动员》等。
随着人工智能技术的快速发展，课程体系的迭代升级势在必行。2024年9月，北京大学计算机学院与中外人文交流全球胜任力研究所、神龙小学教育集团联合打造的“诺奖计划”课程体系落地，包含人工智能、脑科学和英语戏剧课程。
2. 开展生成式AI赋能课堂模式创新实践。经开区信息中心带领全学段14个学科教师进行以生成式AI赋能课堂模式实践的创新项目。借助科大讯飞、华中师范大学团队等提供的技术和专家力量，组建了小初高各学科的教研团队，构建了主题训练营、成果分享会等，对AI大模型的技术逻辑、应用场景等开展了一系列研训，形成区级基础教学模式。《生成式人工智能引领教育变革：区域课堂教学实践》入围湖北省基础教育数字教育典型案例。区域学科教师自主探索，研制了适用于各学科各学段的大模型赋能的“师—机—生”协同智慧教学学科模式，为各学科的教学创新提供了多样化的实践路径。
经开区一高中英语学科尝试用多种AI工具在教学各环节中灵活运用。例如，运用AI生成图片、语音、视频、VR场景等，为教师提供了丰富和精准的教学资源；运用星火教师助手及其它AI模型进行教案课件、作业设计、资料查阅、作文批改等，为教师减负的同时，实现教学数据的可视化；课中还指导学生运用AI模型进行实时问答、口语练习、自动出题等，丰富学习体验，提高学习效率。
3. 开展主题科创活动和信息科创营。在联合聚焦训练营的提高层级中，经开区以主题科创活动和信息科创营为主要载体。神龙小学坚持十年举办“车育文化”节，学校建设了全国唯一的500平方米太空舱造型的车育主题创客空间，以汽车历史、设计理念、构造原理、模拟制作、遥控驾驶等为系列主题，让这里成为学生的科技创新聚集地，迭代升级了“车育创客”三级社团课程18门，涉及各学科，融合了全息投影、MR体验、3D打印等智能技术。经开区用汽车主题延展了一类课程、多个学科，为学生打开了全新的科技视野和科创实践。
2024年由经开区教育局统筹，公益开展为期10天的人工智能（信息学）科创营集训活动，筛选出了一批科技兴趣浓厚、综合素养突出的百名营员，联合江汉大学人工智能学院发挥其学术优势与专业力量进行知识讲授。学生们还走进区内高新科技企业：在萝卜快跑汽车机器人智行谷参观学习，了解我国自动驾驶的重大进展；在科大讯飞“AI+”展厅，了解智慧城市、智慧医疗、智慧教育的发展历程；在汉南通用机场，学生探寻航空科技历史，体验模拟飞行；在武汉城市职业学院，学生近距离感受智能制造的奇妙。
三、成效与特色
（一）以“人工智能助学”，实现标准培养到全面育人
经开区探索人工智能赋能大规模因材施教，满足学生个性化、差异化、兴趣化成长需求，实现自主学习高效化、课后服务定制化、学生评价多元化。
1. 实现自主学习高效化。构建智能化教学支持系统，实时采集学情数据，推送个性化学习手册，学生学习效率提升41%，焦虑情绪显著下降。全区师生数字素养中，学生整体提升24%，在各类重要赛事中获奖人次提升了109%，教师在省级以上重要教学评比中获奖人次提升了237%，师生发展均得到质的飞跃（数据源于教育部教育信息化战略研究基地（华中）2023年测评）。
2. 实现课后服务定制化。打造“1+X+AI”课后服务模式，以学生兴趣为导向，搭建近三千门特色课程“资源池”，学生、家长满意度超90%。2022年9月，武汉经开区入选教育部教育技术与资源发展中心第一批“央馆人工智能课程”规模化应用试点区，其中三角湖小学、奥林小学、官士墩中学、纱帽中学等16所中小学被确定为规模化应用试点校。2024年1月，湖畔小学入选教育部“中小学人工智能教育基地”，是湖北省入选的六所学校之一。
3. 实现学生评价多元化。建成全省首个AI五育评价系统，汇集家庭劳动、校外实践、体育艺术等数据60余万条，动态生成学生成长报告，变“育分”为“育人”。神龙小学湖畔校区建造“智趣数字社区”，学生将自己在课堂学习中获得的“五育”评价奖章，兑换为校园数字流通币，储存为成长记录学分值，以上成果作为2025年世界数字教育大会基础教育领域唯一观摩校，向全球展示中国基础教育数字化创新成果。
（二）以“人工智能助教”，实现传统教学到智能执教
探索创新性人工智能赋能教学途径，变革传统教学模式。
1. 以AI助力教师减负。全区中小学校规模化应用AI助教，辅助教师智能备课、作业批改、个性答疑，教师机械工作量压减60%。
2. 以智能激发课堂活力。联合华中师范大学，在10所中小学、13个基础学科打造“AIGC新课堂”，课堂互动频次提升60%，形成区域智慧教学模式和分层教学新范式。
3. 以数据驱动教师成长。教师“数字画像”系统常态化采集教师数据，生成个性化专业成长方案，实现新教师培养周期缩短30%，教师省级以上智慧教学评比获奖人次提升237%。湖畔小学结合18项具体关键指标、60个观测点，形成教师个人背景画像、教学实践画像、专业发展画像“三画像”，为队伍梯队建设提供决策依据。学校案例《基于生成式人工智能的数字画像助力教师自适应成长》入围湖北省基础教育数字教育典型案例。
（三）以“人工智能助管”，实现经验管理到智慧治理
全面整合数字教育资源，持续夯实数字基座，赋能智慧管理与决策。
1. 智慧平台全覆盖。建立“区级统筹—校级实施—技术支撑”三级推进机制，实现全区中小学校教育智慧云平台全覆盖，万名师生智能终端全普及。
2. 智慧资源全共享。深度链接国家和省市云平台，建成“全天候在线、全维度整合”的区校一体化资源库，10万余节优质课程智能推送，资源共享率提升至92%。
3. 教育决策全过程。建成区域教育数据中心，汇聚平安校园、学校画像等20余个核心应用，实时监测管理全过程教育数据。
四、总结与反思
当前，人工智能的飞速发展正在以前所未有的速度重塑教育生态。今年春节，国产大模型DeepSeek横空出世，掀起了教育领域的认知革命。4月25日，习近平总书记在中共中央政治局第二十次集体学习时强调，“推进人工智能全学段教育”。近日，教育部发布《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》和《中小学生成式人工智能使用指南（2025年版）》，对科学规范推进人工智能全学段教育划定了实践路径。
下一步，经开区将对标两个指南，持续探索从学生、教师、管理持续深化“三项革命”，开启经开区“人工智能教育2.0”，将人工智能技术更加深度地融入教育教学全学段、全要素、全过程。
一是开展激活学生的革命。解决学生不想学、不会学、学什么的问题。不想学源于学习内驱力的缺失，我们将借助AI开展游戏化的学习方式，用积极心理学的原理引导学生爱上课堂，同时应用智慧心育平台提供心理疏导，满足学生情感需求。不会学源于学习方式的枯燥和单一，反复记忆和重复性训练让学生成为了“知识容器”，我们将开发人工智能学伴，引导学生开展泛在式的自主学习，从“学会知识”迈向“学会学习”，并指导学生正确使用AI工具，防范学生因过度依赖而弱化独立思考能力。学什么的核心是将两个《指南》的要求在中小学落地落实，我们将借助高校力量，共研共创中小学人工智能通识课程，利用综合实践和课后服务时间开足课时，引导学生正确认知、使用人工智能，让学生成为AI的主人。
二是开展解放教师的革命。解决教师被技术淘汰、负担过重、模式单一的问题。教师自身要率先掌握AI工具应用技能和原理，避免“数字鸿沟”。要提升教师技术应用力：当前，教师人工智能素养差异显著，应用能力的不均衡将间接拉大教师群体的两极分化，导致教育更加不均衡，我们将启动未来教师专项计划，开展教研员、管理者、骨干教师、教师的分层分类培训，帮助教师掌握人工智能教育应用技能，并纳入考核机制。要解放教师生产力：我们将开发智能助教系统，深度融入教学全流程，解决作业批改等低效重复劳动，开展复杂的个性化学情分析，利用数字人开展学生个性化辅导，让教师更多时间投入创造性教学。要发挥教师研究力：鼓励教师深入研究AI大模型应用，构建师—机—生三元协同的课堂新生态。
三是开展迭代管理的革命。解决管理效率低下、决策不够精准、评价有失科学的问题。再造管理流程，应用区域教育智慧大脑，真正整合教务、教研、后勤等后台管理数据，改变学校和基层管理部门较为粗放和无序的日常行政管理模式，实现管理的智能化。升级决策机制，深度发挥人工智能辅助功能，有效利用长期沉淀在数字基座中的数据，提升决策精准度，实现前瞻性布局。重构评价体系，利用人工智能打造一把科学的评价尺，构建对学校管理效能、教学创新、资源使用效率等维度的AI评价模型，指导学校补齐短板，校准发展方向。
人工智能不仅是技术革命，更是重塑教育生态的契机。展望未来，经开区教育将继续依托新兴科技与汽车产业优势，不断优化教育生态，彰显育人特色，以人工智能教育为支点，为科学教育和创新人才培养注入更多智慧与创新力量！
原文链接: https://aiedchair.bnu.edu.cn/news-citlab-2247627484-6-zh/
